بازگشت

طرح درس

تعداد واحد: ۳ / مقطع: کارشناسی / شماره درس: ۷۷۷۷۱۴۱ / پیش نیاز: مدارهای منطقی

 

اهداف و کلیات:
در این درس، هدف فراگیری معماری یک پردازنده و نحوه ارزیابی کارایی آن است. هدف از ارزیابی کارایی این است که به کمک روش‌های تحلیلی بتوان دو پردازنده با ویژگی‌های مختلف را از جهات گوناگون با هم مقایسه کرد تا پاسخ این سئوال که «کدام پردازنده سریع‌تر است؟» داده شود. در بحث‌های مربوط به معماری پردازنده، دانشجویان با محاسبات کامپیوتری و قالب ذخیره سازی اعداد آشنا می‌شوند. سپس با مطالعه پردازنده MIPS با نحوه تعریف دستورالعمل، قالب دستورات و طراحی مسیر داده و واحد کنترل برای پیاده سازی دستورات آشنا می‌شوند. بخش پایانی درس به معرفی سلسله مراتب حافظه و لزوم استفاده از حافظه نهان و تاثیر آن بر روی کارایی اختصاص دارد.

 

فهرست مطالب:

* مقدمات شامل مروری بر مفهوم انتزاع در علم کامپیوتر و تعریف و جایگاه معماری کامپیوتر در سطوح انتزاع

* ارزیابی کارایی

* محاسبات کامپیوتری شامل سیستم نمایش اعداد صحیح (مقدار علامت، مکمل یک و مکمل دو) و ممیز شناور (استاندارد IEEE-754) و الگوریتم­های جمع، تفریق، ضرب و تقسیم

* آشنایی با مجموعه دستور العمل­های پردازنده MIPS 32 بیتی، اصول طراحی مجموعه دستور العمل، مودهای آدرس دهی

* طراحی مسیر داده برای پیاده سازی چند دستور ساده مانند دستورات محاسباتی، کنترلی و منطقی

* طراحی واحد کنترل و واحد محاسبه و منطق (ALU)

* طراحی تک سیکلی و چند سیکلی (خط لوله)، مخاطرات خط لوله

* سلسله مراتب حافظه شامل معرفی حافظه نهان و سیاست­های نگاشت مستقیم، نگاشت مجموعه-انجمنی و نگاشت همه انجمنی

 

کتاب:

English Title: Computer Organization and Design: the Hardware/Software Interface, by David A Patterson and John L. Hennessy, 4th edition

 

ترجمه فارسی: طراحی، معماری و سازمان کامپیوتر: واسط سخت افزار/نرم افزار، تالیف دیوید پترسون و جان هنسی، ترجمه احسان ملکیان وعلی ذاکرالحسینی، ویرایش چهارم